Question

18．小明同學坐豎直升降的電梯從一樓到六樓時，感覺剛上升時有一種向下沉的感覺，快到六樓時卻有一種向上拋的感覺；而從六樓到一樓時，剛開始向下時也有一種向上拋的感覺，快到一樓時又有一種向下沉的感覺．小明對此產(chǎn)生了興趣，覺得這種感覺應該與人對電梯地板的壓力有關．于是他找來了一只彈簧秤和一塊鐵塊來做實驗．他把彈簧秤固定在電梯的天花板上，再把鐵塊掛在彈簧秤上，如圖1所示．當電梯靜止時，彈簧秤的示數(shù)為10牛，然后他開始研究電梯整個上升過程中彈簧秤的示數(shù)變化，每隔1秒記錄一次數(shù)據(jù)，如表一所示，并畫出了彈簧秤示數(shù)F隨時間t變化的圖線（如圖2甲圖）．從甲圖中小明領悟到了向下沉的感覺是人對地板的壓力在增大，向上拋的感覺是人對地板的壓力在減小．接著他又開始研究電梯整個下降過程中彈簧秤的示數(shù)變化，記錄數(shù)據(jù)如表二所示．
表一  一樓到六樓的實驗數(shù)據(jù)

時間t（秒）	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
彈簧秤的 示數(shù)F（牛）	10	11.5	11.0	10.5	10.0	10.0	10.0	10.0	9.5	9.0	8.5	10.0

表二  六樓到一樓的實驗數(shù)據(jù)

時間t（秒）	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
彈簧秤的 示數(shù)F（牛）	10	8.5	9.0	9.5	10.0	10.0	10.0	10.0	10.5	11.0	11.5	10.0

請分析回答下列問題：
（1）根據(jù)表二數(shù)據(jù)，請在圖2乙圖中畫出電梯在整個下降過程中彈簧秤示數(shù)F隨時間t變化的圖線．
（2）該鐵塊的質量是1千克（g取10牛/千克）．當電梯剛上升或下降時，彈簧秤示數(shù)發(fā)生變化的原因是鐵塊具有慣性．
（3）小明同學認為彈簧秤示數(shù)變大時電梯在上升，變小時電梯在下降，你認為他的觀點對嗎？不對．
（4）僅從彈簧秤示數(shù)的變化如何來判斷電梯在整個運動過程中是在上升還是在下降？若開始彈簧秤的示數(shù)較大，后來接近不變，則為上升過程；若開始彈簧秤的示數(shù)較小，后來接近不變，則為下降過程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制圖形的關鍵是制定符合條件的坐標系，然后找出由橫坐標和縱坐標確定的對應點，連線得到圖形．
（2）重力與質量的關系是G=mg；一切物體都有慣性，慣性是保持物體運動狀態(tài)不變的性質；
（3）（4）由實驗數(shù)據(jù)可以看出，電梯上升和下降過程都可能使彈簧秤的示數(shù)變大或變�。�

解答 解：（1）電梯在整個下降過程中彈簧秤示數(shù)F隨時間t變化的圖線如下圖：

（2）由G=mg可得，m=$\frac{G}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg；
當電梯剛上升或下降時，鐵塊由于慣性，還要保持原來的靜止狀態(tài)，所以彈簧秤的示數(shù)會發(fā)生變化．
（3）由實驗數(shù)據(jù)可知，電梯在上升過程中，彈簧秤的示數(shù)可能大于或小于物體的重力；電梯下降過程中，彈簧秤的示數(shù)可能大于或小于物體的重力，所以小明的觀點是錯誤的；
（4）電梯剛開始上升時，彈簧秤的示數(shù)大于重力，當接近勻速運動時，則示數(shù)接近本身的重力；所以若開始彈簧秤的示數(shù)較大，后來接近不變，則為上升過程；
電梯剛開始下降時，彈簧秤的示數(shù)會小于重力，當接近勻速運動時，則示數(shù)接近于本身的重力，所以若開始彈簧秤的示數(shù)較小，后來接近不變，則為下降過程．
故答案為：（1）見上圖；（2）1；慣；（3）不對；（4）若開始彈簧秤的示數(shù)較大，后來接近不變，則為上升過程；若開始彈簧秤的示數(shù)較小，后來接近不變，則為下降過程．

點評 解決此類實驗探究題的關鍵是認真審題，解答時，注意聯(lián)系實際及涉及到的知識點，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析得出結論，并能應用結論來接近實際的問題．